山东科学技术出版社同学们，本书将引领你畅游物理世界，成为你探索物理的好朋友。本书倡导自主、合作、探究式的学习，强调科学与实际、科学与社会的联系。为了方便同学们对物理课程的学习，我们设计了以下栏目：观察与实验展示一些物理现象及事实，构架动手、动脑、动口的平台。想想议议设计课堂学习活动，促进同学们的思考与讨论、交流与合作。科学世界有关物理知识的拓展性内容。科学技术社会介绍和探讨科学、技术与社会之间相互关联的问题。相关链接提供形式多样的科学信息，扩大同学们的视野，提高自主学习的能力。动手动脑学物理设计有助于完成学习任务的探究活动和作业，深化对知识的巩固和理解、迁移和运用。做中学提供动手动脑的学习机会，学习应用物理知识解决生活实际问题的方法，增强创新意识和探究能力。学到了什么引导同学们学会梳理、反思和整合。致同学们设计这些栏目的目的，是希望同学们掌握打开科学殿堂大门的金钥匙，学到科学知识，体验科学方法，提高科学素养，逐步树立科学的价值观。祝同学们快乐学习，健康成长！山东科学技术出版社目录第六章力和运动.1第一节.力及其作用效果.2第二节.弹力弹簧测力计.5第三节.重力.7第四节.二力平衡.11第五节.摩擦力.15第六节.牛顿第一定律惯性.20第七章压强.26第一节.压强.27第二节.液体压强.31第三节.连通器.36第四节.大气压强.39第五节.流体压强.45第八章浮力.52第一节.浮力.53第二节.阿基米德原理.55第三节.浮力的利用.59山东科学技术出版社第九章简单机械功.64第一节.杠杆.65第二节.滑轮.72第三节.功.77第四节.功率.81第五节.功的原理.84第六节.机械效率.86第十章机械能及其转化.92第一节.动能.93第二节.势能.96第三节.机械能及其转化.99第四节.水能和风能.102雄伟的“长征”火箭，以雷霆万钧之力把“神舟”8号飞船送入浩瀚的太空，向着“天宫”1号目标飞行器呼啸而去。2011年11月3日和14日，“神舟”8号飞船与“天宫”1号目标飞行器成功实现两次交会对接，18日，“神舟”8号飞船安全返航着陆。所有这些，都标志着我国在空间技术领域取得了跨越式的发展。“神舟”8号飞船与“天宫”1号目标飞行器的相拥与分离，包含了许多力和运动的知识。到底它们之间有着怎样的联系？让我们驾驶着智慧的飞船，进入力和运动的世界，去探索力与运动的奥妙所在。力和运动第六章第六章力和运动2山东科学技术出版社第一节力及其作用效果图6-1-1拉和压图6-1-2推墙时，墙对人有向后的作用力，使人向后运动力当你鼓掌时，双手有什么感觉？再用力一些，体验一下感觉。当你用手拉和压弹簧时（图6-1-1），双手分别有什么感觉？生活中，我们经常要用“力”：人推车时，人对车施加了力，车受了力；推土机推土时，推土机对土施力；拖拉机犁地时，拖拉机对犁施力；磁铁吸引铁钉时，磁铁对铁钉施力。大量事实表明，一个物体受到了力，一定有其他物体对它施加了力。力是物体对物体的作用。物理学中，力的单位是牛顿（newton），简称牛，符号是N。一个人用手托起两个鸡蛋的力大约为1N。我们用手提水桶时，会感到提手向下压手；穿着旱冰鞋的小女孩用手推墙，会感到墙也在推她，使她后退（图6-1-2）。这表明，一个物体对另一个物体施加力时，也同时受到后者对它的作用力。大量事实表明，物体间力的作用是相互的。想想议议第一节力及其作用效果3山东科学技术出版社1.斜面上滚下的小铁球靠近磁铁时（图6-1-3甲），会发生什么现象？2.斜面上滚下的小铁球在光滑的水平面上做直线运动，如果在与运动方向垂直的位置放一块磁铁（图6-1-3乙），小铁球的运动会有什么变化？力的作用效果通过这两个实验，结合图6-1-4，你能总结出力有哪些作用效果吗？力使物体改变形状力使静止的物体运动力使运动的物体停止图6-1-4力的作用效果力，可以使物体发生形变。力，可以使运动的物体停止，可以使静止的物体运动，也可以改变物体运动速度的大小、方向。可见，力可以改变物体的运动状态。图6-1-3观察小铁球的运动情况力的三要素踢足球时，用力越大，球飞得越远；向不同方向踢，球就向不同方向运动。可见，力的大小、方向不同，作用效果就不同。观察与实验甲乙观察小铁球的运动情况第六章力和运动4山东科学技术出版社1.踢球时，对球施力的物体是________，这时，_________也受到球的作用力。2.手用力拍桌面，手会感到痛，这是为什么？3.举出与课本中不同的例子，说明力的作用效果与力的大小、方向、作用点都有关系。4.磁铁能够吸引铁钉，铁钉也能够吸引磁铁吗？找块磁铁和铁钉来试一试，看看你的回答对不对。5.用示意图表示被马拉动的车辆（画一个方框来代表）所受的牵引力和阻力。除了大小、方向外，力的作用点也会影响力的作用效果。习惯上，把力的大小、方向、作用点称为“力的三要素”。力的示意图在物理学中，通常用一根带箭头的线段表示力：在受力物体上，沿着力的方向画一条线段，在线段的末端画一个箭头表示力的方向，线段的起点或终点表示力的作用点。这种表示力的方式就是力的示意图。在同一图中，力越大，线段应该越长，有时还可以在力的示意图上标出力的大小。这样，用一根带箭头的线段就把力的大小、方向、作用点都表现出来了。GF甲乙图6-1-6力的示意图图6-1-5推门时，分别在A点和B点用同样大小的力，效果相同吗除了大小和方向以外，还有什么因素能影响力的作用效果？AB想想议议动手动脑学物理第二节弹力弹簧测力计5山东科学技术出版社甲乙图6-2-1物体发生弹性形变会产生弹力第二节弹力弹簧测力计弹力图6-2-2弹簧测力计我们在压尺子、拉橡皮筋、拉弹簧时，感受到它们对手有力的作用，这种力叫做弹力（elasticforce）。弹力是物体由于发生弹性形变而产生的。轻压一把直尺，使它发生形变，然后撤去压力，你观察到什么现象？把橡皮筋拉长，然后松手，观察橡皮筋会发生什么变化。直尺、橡皮筋、撑竿等受力会发生形变，不受力时又恢复到原来的形状，物体的这种性质叫做弹性。有些物体，例如橡皮泥，变形后不能自动恢复到原来的形状，物体的这种性质叫做塑性。观察与实验弹簧的弹性有一定的限度，超过了这个限度，弹簧不能完全复原。所以，使用弹簧时不能超过它的弹性限度，否则会使弹簧损坏。弹簧测力计测量力的大小的工具叫做测力计。弹簧受到的拉力越大，就伸得越长。利用这个道理做成的测力计，叫做弹簧测力计，在物理实验中经常使用。图6-2-2是3种常用的弹簧测力计。观察直尺和橡皮筋的形变第六章力和运动6山东科学技术出版社1.弹簧测力计是测量_____________的工具，加在弹簧测力计上的力不能超过它的____________。2.用手拉弹簧测力计的挂钩，使指针分别指到1N、5N、10N处，感受一下1N、5N、10N的力。使用弹簧测力计的时候，首先要看清它的量程，还要认清弹簧测力计每一小格表示多少牛，也就是它的分度值。加在弹簧测力计上的力不能超过它的量程，否则就会损坏弹簧测力计。我们通过实验练习使用弹簧测力计，探究正确使用弹簧测力计的方法。弹簧测力计的使用1.观察弹簧测力计，认清它的量程和分度值。2.检查弹簧测力计的指针是否指在零点。测量前应该把指针调节到指“0”的位置上。3.将一根头发拴在弹簧测力计的秤钩上，慢慢用力拉头发，读出头发被拉断时拉力的大小。4.总结使用弹簧测力计应该注意的问题。除了图6-2-2所示的弹簧测力计以外，人们还制造了测量手的握力的握力计（图6-2-3）以及其他形式的弹簧测力计（图6-2-4）。图6-2-3握力计观察与实验动手动脑学物理图6-2-4形形色色的弹簧测力计指针式推拉测力计数显弹簧拉压实验机弹簧秤第三节重力7山东科学技术出版社第三节重力重力的概念水总是由高处流向低处，掷出的铅球最终要落回地面，这是为什么呢？图6-3-2掷铅球图6-3-1瀑布3.用手捏一个厚玻璃瓶，玻璃瓶会发生弹性形变吗？在扁平玻璃瓶中装满水，用中间插有细管的软木塞塞紧瓶口，瓶内的水就上升到细管中。在图6-2-5甲、乙所示的两个不同部位挤压瓶身，你能观察到什么现象？图6-2-5玻璃瓶会发生弹性形变吗甲乙想想议议第六章力和运动8山东科学技术出版社图6-3-3研究物体所受的重力跟物体质量的关系重力的大小跟什么因素有关按图6-3-3那样，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，记录在下面的表格中。根据表格中记录的数据，算出每次物体所受重力与其质量的比值，填写在表格中。水往低处流，掷出的铅球会落地，吊灯把悬绳拉紧，台灯压着桌面生活中，这样的例子随处可见。这是因为地球对它附近的物体有引力，物体因地球的吸引而受到的力叫做重力（gravity）。地球附近的所有物体都受到重力的作用。牛顿认为，地球和月球之间存在互相吸引的力。地球吸引月球的力，使月球绕地球转动而不会跑掉，这个力跟地球吸引地面附近的物体使其下落的力是同一种力。在这个基础上，牛顿精心研究了历史上很多科学家的研究成果，发现了这样一个规律：宇宙间任何两个物体，大到天体、小到灰尘之间，都存在互相吸引的力，这就是万有引力。重力的大小托起质量不同的物体，会感到所用的力不同。有的物体受到的重力比较大，有的物体受到的重力比较小。那么，地面附近的物体所受的重力与什么因素有关呢？由实验的结果可以看出，物体的质量增大几倍，其所受重力也增大几倍。即物体所受的重力大小跟它的质量大小成正比。重力大小与质量大小的比值观察与实验质量mkg重力GN重力与质量的比值Nkg-10.100.200.300.40第三节重力9山东科学技术出版社约是9.8。如果用g表示这个比值，重力与质量的关系可以写成或G=mg符号的意义及单位：G重力牛顿（N）m质量千克（kg）g常量9.8Nkg在要求不很精确的情况下，g可取10Nkg。相关链接Gm=g在地球上同一地点，g相同；在地球上不同地点，g有微小的差别。地点纬度g的大小Nkg-1赤道09.780广州北纬23069.788武汉北纬30339.794上海北纬31129.794东京北纬35439.798北京北纬39569.801纽约北纬40409.803莫斯科北纬55459.816北极北纬909.832重力的方向用细线把物体悬挂起来，线的方向跟物体所受重力的方向一致，这个方向就是我们常说的“竖直向下”。建筑工人在砌墙时，常常利用悬挂重物的细线来确定竖直方向，以检查所砌的墙壁是否竖直。图6-3-4重力的方向及其应用甲乙第六章力和运动10山东科学技术出版社科学世界重心地球吸引物体的每一部分。但是，对于整个物体，重力作用的表现就好像作用在物体的一个点上，这个点叫做物体的重心（centerofgravity）。质地均匀、外形规则的物体的重心很容易确定。例如，方形薄板的重心在两条对角线的交点，匀质球的重心在球心，而粗细均匀的棒的重心在它的中点（图6-3-6）。图6-3-5“下”在哪里我们站在地面上，脚朝下，站得很稳。但地球是球形的，在我们“脚下”的阿根廷人，好像是脚朝上的，他们为什么也站得很稳呢？我们通常所说的“下”到底指的是什么方向？想想议议图6-3-7地球和月球是相互吸引的万有引力的大小跟两物体的质量有关。天体的质量非常大，它们之间的万有引力是非常大的。太阳与各个行星间的万有引力把地球和其他行星束缚在太阳系中，使之围绕太阳运转。人类要探索宇宙，首先要摆脱地球的引力。早在1687年，牛顿就描述了实现飞离地球这一理想的途径：加大飞行图6-3-6几种质地均匀、外形规则物体的重心GGG万有引力与航天第四节二力平衡11山东科学技术出版社的速度，可以使炮弹绕地球飞行，甚至飞入宇宙空间，直到无限远。今天，人造卫星和宇宙飞船都已经进入太空，人类已经飞出了地球，开始了探索宇宙的新征程。关于航天，你还知道哪些事实、哪些道理？请与同学交流。失重状态我们生活在地球上，一举一动都受到重力的影响。一旦失去了重力，我们的生活会变成什么样子呢？宇宙飞船和航天飞机上的航天员，在大气层外飞行时，处于失重状态。这时，人可以飘浮在空中，举起质量很大的物体也毫不费力。航天员睡觉时，躺着、站着都行，实际上，航天员是钻进固定在舱壁上的睡袋里睡觉的，就像虫茧挂在树枝上那样。在太空中吃饭也很特别。航天员不能吃碎渣飞溅的食物，以免长久飘浮在空中的碎渣被吸入气管。其实，失重在日常生活中也可以感受到。高速电梯开始向下运动或翻滚过山车从顶端滑下时，如果你身在其中，就会体验到失重的感觉。1.一个南瓜所受的重力是30N，它的质量是多少？2.试利用三角尺及其他物品，测量地面或桌面是否水平。3.一座平直桥的桥头立着如图6-3-8所示的限重标志牌。这座桥的桥面受到的力超过多少时，桥就可能损坏？4.把1t棉花和1t钢铁都做成正方体，放在同一水平面上。它们的重心在什么位置？哪个重心比较高？为什么？图6-3-815t动手动脑学物理第四节二力平衡自然界中，物体的运动和受力情况大多是很复杂的。为了便于研究运动和力的关系，让我们从最简单的情况开始。第六章力和运动12山东科学技术出版社如图6-4-1所示，花瓶和货物各处于怎样的状态？它们分别受到哪些力的作用？图6-4-1处于不同运动状态的物体静止在桌面上的花瓶吊车匀速吊起的货物想想议议二力平衡我们周围的物体总要受到力的作用。桌面上静止的花瓶，受到重力和桌子的支持力的作用；吊车匀速吊起的货物，受到重力和钢丝绳的拉力的作用。物体在几个力的作用下处于静止或匀速直线运动状态，我们就说该物体处于平衡状态。当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，我们就说这两个力相互平衡，简称二力平衡。探究二力平衡的条件如图6-4-2所示，把小车放在光滑的水平桌面上，在两端的小盘里加砝码。根据下列三种情况，填好实验记录表。二力平衡的条件观察与实验第四节二力平衡13山东科学技术出版社小车所受拉力情况小车运动状态受力大小方向是否在一条直线上相等不相等相等图6-4-2实验装置示意图1.两盘中砝码的质量相等。2.两盘中砝码的质量不相等。3.两盘中砝码的质量相等，将小车在水平桌面上转动一个小角度后释放。在图6-4-3中，跳伞员和伞在空中匀速直线下降。如果已知人和伞的总重，你能得出他们所受的阻力吗？图6-4-3跳伞想想议议大量事实表明，二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力，必须大小相等，方向相反，并作用在同一条直线上。这两个力就叫做平衡力。物体在平衡力作用下保持运动状态不变的例子很多。例如，雨滴将要落到地面时是匀速下落的，此时重力和空气阻力相互平衡；在平直公路上行驶的汽车要保持匀速，就必须使发动机的牵引力与阻力（地面、空气对它总的阻力）相互平衡。第六章力和运动14山东科学技术出版社相关链接力的合成一般情况下，两个小孩才能提起的一桶水，一个大人就能提起来，两个小孩才能推动的一张桌子，一个大人就能推动。就是说，这个大人施加的力产生的效果，跟两个小孩共同施加的力产生的效果相同。像这样，对于同一个物体，一个力作用与其他几个力共同作用产生的效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力。已知分力求合力叫做力的合成。沿同一直线的两个力共同作用在同一物体上时，求合力最简单。请同学们相互交流，共同设计一个小实验，一起来探究同一直线上二力合成的规律。图6-4-5图6-4-41.在平直公路上匀速行驶的汽车受到几对平衡力的作用？把汽车抽象成一个方框，如图6-4-4所示，请画出汽车受力的示意图。（提示：分别从水平和竖直方向上分析，几个力的作用点都可以画在O点上。）2.某人沿水平方向用20N的力推一辆车匀速向西运动，车受到的阻力的大小是______N，方向向______。3.在图6-4-5中，哪些物体受到的两个力是彼此平衡的？O动手动脑学物理第五节摩擦力15山东科学技术出版社4.电灯通过电线挂在天花板上，与电灯受到的重力相互平衡的力是（）。A.电灯对电线的拉力B.电线对电灯的拉力C.电线对天花板的拉力D.天花板对电线的拉力第五节摩擦力摩擦力是我们生活中常见的力，如手握水杯，杯子不会掉下来；停止蹬车，在水平道路上运动的自行车会逐渐减速；扔出去的冰壶会慢慢停下来。这些都是摩擦力作用的结果。生活中的摩擦力种类很多，现在，我们只研究滑动摩擦力。滑动摩擦力的概念两个互相接触的物体，当它们做相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这就是滑动摩擦力（frictionforce)。普遍认为，滑动摩擦力产生的原因比较复杂。肉眼看起来十分光滑的桌面，在显微镜下观察也是凹凸不平的（图6-5-1）。这样，当两个相互接触的物体发生相对运动时，就会彼此阻碍，即产生滑动摩擦力。影响滑动摩擦力大小的因素探究影响滑动摩擦力大小的因素图6-5-1显微镜下观察到的桌面示意图观察与实验当你推箱子时，箱子越重，推起来越费力；地面越粗糙，推起来越费力。那么，滑动摩擦力的大小与哪些因素有关呢？提出问题第六章力和运动16山东科学技术出版社影响滑动摩擦力的因素较多，在探究过程中，可以采用下面的方法：在研究压力对滑动摩擦力的影响时，要保持接触面粗糙程度等因素不变；在研究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响时，则要控制压力等因素不变。根据上述计划设计实验，实验装置及器材如图6-5-2所示，滑动摩擦力的大小用弹簧测力计测出。设计实验与制订计划演示下面的小实验：1.用手压住桌面，手向前推，感受滑动摩擦力的大小。2.增大手压桌面的力，手再向前推，再次感受滑动摩擦力的大小，并与第1次进行比较。3.用手压住铺在桌面上的毛巾表面（注意：所用的力要与第1次差不多），手向前推，感受滑动摩擦力的大小，并与第1次进行比较。通过上面的3次实验，猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：接触面所受的压力接触面的粗糙程度猜想与假设图6-5-2研究影响滑动摩擦力的因素1.用弹簧测力计拉动木块，使它沿水平长木板做匀速直线运动，测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。2.在木块上放上砝码，即改变木块与长木板之间的压力，按步骤1的方法，重做实验，测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。3.改变放在木块上的砝码的个数，即再次改变木块与长木板之间的压力，按步骤1的方法，重做实验，测出木块与长木板之间的滑动摩擦力。甲乙丙进行实验与收集证据第五节摩擦力17山东科学技术出版社4.把毛巾铺在长木板上，改变接触面的粗糙程度，重做步骤1、2、3，分别测出木块与长木板上的毛巾之间的滑动摩擦力。把上面的实验数据记录在自己设计的表格中。依据表中记录的实验数据进行分析处理，进一步得出结论。在探究活动中出现了什么新的问题？实验过程是否合理？结论是否可靠？实验有无需要改进的地方？分析与论证评估和同学交流所得结论是否一致，若不一致，分析不一致的原因。合作与交流图6-5-4传送带靠货物与传送带之间的摩擦力把货物送到高处图6-5-3火柴头与火柴盒之间的摩擦使温度上升，点燃火柴图6-5-5摩擦力的利用实例想想议议增大与减小摩擦的方法实验表明：滑动摩擦力的大小与作用在物体表面的压力和接触面的粗糙程度有关。当接触面的粗糙程度一定时，表面受到的压力越大，滑动摩擦力越大；当表面受到的压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。第六章力和运动18山东科学技术出版社结合这些图进行小组讨论：应该怎样增大摩擦？你能否再举出几个生活中关于利用摩擦和增大摩擦的例子图6-5-7给门轴加润滑油图6-5-6一种滚动轴承图6-5-8滑冰运动员在比赛中图6-5-9气垫船在水上航行许多情况下，摩擦力是有用的，需要人们设法增大它。例如，下雪后将煤渣撒在结冰的路面上，就是为了增大摩擦。机器工作时，运动的部件间会产生摩擦。这种摩擦不但白白消耗动力，而且会磨损机器，这时就要设法减小摩擦。研究表明，除了减小接触面间的压力和改变接触面的粗糙程度以外，还可以采用使两个接触的表面分开和变滑动为滚动的方法，减小物体间的摩擦。许多机器的轴上都安装了滚动轴承（图6-5-6）。滚动轴承的内圈紧套在轴上，外圈固定在轮上，两圈之间装着许多光滑的钢球或钢柱，摩擦就大大减小了。使两个互相接触的表面分开，也能减小摩擦。加润滑油可以在两个表面之间形成油膜，减小摩擦（图6-5-7）；滑冰时，冰面在冰刀的压力下稍有熔化，形成具有润滑作用的水膜，也能减小摩擦（图6-5-8）；气垫船的船底跟水面之间有一层空气垫，可以减小航行时的摩擦（图6-5-9）。第五节摩擦力19山东科学技术出版社1.自行车刹车时，捏手刹用的力越大，车子就停得越快。这是为什么？2.观察自行车，看看自行车上哪些地方的设计是为了增大摩擦，哪些地方的设计是为了减小摩擦。自行车上有哪些地方用到了滚动轴承？3.写一篇小论文：假如没有摩擦力，生活会怎样？以小组为单位交流。动手动脑学物理科学技术社会随着汽车的大量增加，交通事故也在增多。发生交通事故的一个重要原因，就是遇到意外情况时车辆不能立即停止。驾驶员从发现情况到操纵制动器需要一段时间，这段时间叫反应时间，这段时间内汽车前进的距离叫反应距离。从制动器发生作用到车辆完全停下来，汽车又要前进一段距离，这段距离叫制动距离。以上两段距离之和即为汽车的停车总距离。下表所示数据是一个机警的驾驶员驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的公路上以不同的速度行驶时，测得的反应距离和制动距离。速度vkmh-1反应距离s1m制动距离s2m停车总距离sm40781550913226011203180153449100195473想一想，影响汽车制动距离的主要因素是什么？在雨雪天，汽车制动距离将怎样变化？找有经验的驾驶员了解一下，看看你的想法是否正确。汽车刹车之后第六章力和运动20山东科学技术出版社第六节牛顿第一定律惯性古希腊学者亚里士多德对类似的现象进行了思考。他认为：如果要使一个物体持续运动，就必须对它施加力的作用；如果撤去这个力，物体就会停止运动。而伽利略通过实验表明：物体的运动并不需要力来维持，运动之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力的作用。到底哪个说法正确呢？快速转动的陀螺会停下来图6-6-1运动的物体为什么会停下来图6-6-2哪个说法正确图6-6-1中，运动的小球和快速转动的陀螺为什么会停下来？维持物体的运动需要力吗？运动的小球会停下来想想议议第六节牛顿第一定律惯性21山东科学技术出版社实验表明：平面越光滑，小车运动的距离越远，说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。牛顿第一定律伽利略曾对类似的实验进行过分析，通过推理得出：如果表面绝对光滑，物体受到的阻力为零，则物体速度不会减小，将以恒定不变的速度永远运动下去。后来，英国科学家牛顿总结了伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理规律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。这就是著名的牛顿第一定律（Newtonsfirstlawofmotion）。牛顿第一定律是通过分析事实，再进一步概括、推理得出的。我们周围的物体，都要受到这个力或那个力的作用，因此，不可能用实验来直接验证这一定律。但是，由这个定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验。因此，牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。阻力对物体运动的影响如图6-6-3所示，给水平桌面铺上粗糙程度不同的物体(如毛巾、木板、平板玻璃等)，让小车自同一斜面同一高度由静止开始滑下。观察小车滑下后，在不同表面上运动的距离。图6-6-3研究阻力对物体运动的影响观察与实验表面状况阻力的大小小车运动的远近毛巾木板平板玻璃第六章力和运动22山东科学技术出版社惯性图6-6-4击打下面的一颗棋子观察击打棋子的情形用力击打一摞棋子中下面的一颗（图6-6-4），情况会怎样根据牛顿第一定律可以知道，一切物体都有保持静止或匀速直线运动状态的性质。我们把物体保持静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性（inertia）。牛顿第一定律也叫惯性定律。一切物体都具有惯性。物体表现出惯性的现象我们经常遇到。例如，行驶中的汽车刹车时，乘客的身体会前倾；反之，当汽车突然开动或加速时，乘客会向后仰。乙汽车突然开动时人会后仰图6-6-5汽车突然刹车和开动时的情形甲汽车紧急刹车时人会前倾图6-6-6利用惯性使锤头套紧惯性是造成许多交通事故的主要原因。行驶中的汽车和自行车刹车时，由于惯性，不能立即停止，即使紧急刹车，也要向前运动一段距离后才能停下来。因此，对机动车辆行驶的速度加以限制，骑自行车时不要骑得太快，都是为了避免因车辆不能及时停住而造成交通事故。说一说，图6-6-6是怎样利用惯性的。观察与实验第六节牛顿第一定律惯性23山东科学技术出版社地球在自转，我们所在的地面以大约360ms的速度运动着。如果我们从地面跳起来并且跳得足够高，由于地球仍然在转动着，当我们落回地面时，会不会因为地面转过了很大的一段距离，而使我们落到原位置的前方或后方呢？努力向上跳起，看看你会落在哪里。上述想法正确吗？怎样解释观察到的现象？想想议议科学技术社会汽车安全带高速行驶的汽车，一旦紧急刹车，车速会突然大幅降低，而乘客的身体因惯性会继续向前高速运动，极易与车身发生撞击，严重时可能把前挡风玻璃撞碎而飞出车外。为防止发生类似的伤害，交通法规要求小型客车的驾驶员和前排乘客必须使用安全带。当发生交通事故时，安全带会对人体运动起到缓冲作用，减轻伤害。在有些车上，除了前、后排座位都有安全带外，还安装有安全气囊系统，一旦汽车发生严重撞击，气囊会自动充气弹出，减轻乘客所受的伤害。安全带安全气囊图6-6-7汽车的两种安全装置1.把纸条放在桌面上，上面压一石块。迅速抽出纸条，石块跟着一起运动吗？做一做这个实验，解释看到的现象。2.足球运动员带球前进，遇到对方运动员铲球时，常常会被绊倒。怎样解释这种现象？3.用小棍敲打晾在绳子上的棉衣，可使棉衣上的灰尘掉下来。为什么？动手动脑学物理第六章力和运动24山东科学技术出版社准备材料1条橡皮筋，1块硬纸板，1个瓶盖，1个回形针（或细铁丝），棉线，5个10g的砝码。制作方法与步骤1.将橡皮筋、回形针、瓶盖按图6-1所示方式连接起来，并用挂钩固定在硬纸板上。2.用铅笔在硬纸板上指针正对处画一水平短线，这就是刻度标尺的零位置。在短线旁标上“0”。3.在瓶盖中放1个砝码，待其静止时，在硬纸板上指针正对的位置标上刻度。4.依次放上2个、3个、4个、5个砝码，并依照上述方法在硬纸板上指针正对的位置标上刻度。5.用你自制的橡皮筋测力计测量你熟悉的物品的重力，并与弹簧测力计的测量数值对比。物品名称橡皮筋测力计弹簧测力计差值观察思考你制作的橡皮筋测力计的刻度是不是均匀的？为什么？交流评估同学们以小组为单位进行交流评估，看谁做得既美观又准确，并推荐在全班展示。制作橡皮筋测力计做中学4.在一列沿平直铁轨行驶的火车里，某一水平桌面上有一个茶杯。如果火车突然刹车，茶杯会向哪个方向移动？5.除了课本中的例子外，生活中还有哪些利用惯性的例子？哪些情况下要注意防止惯性带来的伤害或损失？图6-1制作橡皮筋测力计示意图挂钩橡皮筋回形针瓶盖指针硬纸板做的刻度尺学到了什么25山东科学技术出版社学到了什么弹力重力摩擦力牛顿第一定律惯性二力平衡力和运动“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”！昔日这句豪言壮语，今天已逐渐变为现实。在实现登月“访吴刚”“会嫦娥”千年夙愿的同时，我们也一直在追寻着下海“闯龙宫”“见龙王”的梦想。2012年6月，我国自行设计、自主集成研制的深海载人潜水器“蛟龙”号，成功完成7000m级下潜科学考察和试验任务，标志着我国成为世界上掌握7000m以上大深度载人深潜技术的少数国家之一。为什么潜水器要有特制的厚厚的“铠甲”呢？人类潜入海底世界的最大困难到底是什么？学习了这一章，同学们就会知道其中的奥秘。压强第七章第一节压强27山东科学技术出版社第一节压强压力人站在地面上，对地面有一个向下的作用力；茶杯放在桌面上，对桌面也有一个向下的作用力。人对地面、茶杯对桌面的作用力都垂直作用在它们所处物体的表面上。物理学中把垂直作用在物体表面上的力叫做压力。上面两个例子中，地面、桌面所受的压力，是由于人和茶杯受到重力而产生的。但是，压力并不都是由重力产生的，也不一定都与重力的方向相同。例如，往墙上按图钉时，图钉对墙的压力来自手对图钉的作用，压力的方向垂直于墙面；放在斜面上的物体对斜面的压力，来自物体对斜面的挤压作用，压力的方向垂直于斜面。图7-1-1压力步行者和滑雪者对雪的压力差不多，步行者容易陷入雪中，滑雪者却不会陷下去，这说明压力的作用效果不同。在茫茫雪原上，步行者常会陷入雪中，脚踩滑雪板的滑雪者却不会陷下去。对此，你能提出什么问题？图7-1-2滑雪者和步行者的比较想想议议第七章压强28山东科学技术出版社图7-1-3压力的作用效果跟什么因素有关甲乙丙压力的作用效果跟什么因素有关按照图7-1-3甲那样，把小桌腿朝下放在长方体海绵上；再按照图乙那样，在桌面上放一个砝码；然后按照图丙那样，把小桌翻过来，将同一砝码放在桌面木板上。观察三种情况下长方体海绵被压下去的深度，这显示了压力的作用效果。甲、乙、丙三图所示的情形中，长方体海绵受到的压力相同吗？长方体海绵的受力面积一样吗？压力的作用效果有什么差别？压强在图7-1-3乙、丙两种情况下，如果小桌对长方体海绵的压力是12N，在受力面积分别为3cm2（桌腿）和30cm2（桌面）时，长方体海绵每平方厘米的受力面积上所受压力的大小不同。这是造成压痕深度不同的原因。在物理学中，把物体所受的压力与受力面积之比叫做压强（pressure），用它表示压力的作用效果。如果用p表示压强，F表示压力，S表示物体的受力面积，压强的计算公式是分析实验，可得出这样的结论：压力的作用效果跟压力的大小和受力面积的大小有关。当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。FSp=观察与实验第一节压强29山东科学技术出版社符号的意义及单位：p压强帕斯卡（Pa）F压力牛顿（N）S受力面积平方米（m2）在国际单位制中，力的单位是N，面积的单位是m2，压强的单位便是Nm2，读做牛每平方米。压强的单位有一个专用名称叫帕斯卡（pascal），简称帕，符号为Pa（1Pa1Nm2），这是为了纪念法国科学家帕斯卡。图7-1-4芭蕾舞演员和大象对地面的压强例题根据图7-1-4所给条件，比较芭蕾舞演员和大象对地面的压强。解：对芭蕾舞演员来说，其对地面的压力F1=G1=475N，触地面积S1=9.5cm2=9.5104m2。芭蕾舞演员对地面的压强对大象来说，其对地面的压力F2=G2=60000N，触地面积S2=600cm24=0.24m2。大象对地面的压强体重60000N，每只脚掌面积600cm2体重475N，触地面积9.5cm260000N0.24m2F2S2p2=2.5105Pa因为p1p2所以，芭蕾舞演员对地面的压强比大象对地面的压强大。475N9.5104m2F1S1p1=5.0105Pa第七章压强30山东科学技术出版社图7-1-7铁轨铺在一根根路枕上图7-1-5推土机具有宽大的履带和锋利的土铲图7-1-6斧头具有很薄的刃增大压强与减小压强的方法任何物体能承受的压强都有一定的限度，超过这个限度，物体就会损坏。砖能承受的压强大约是6106Pa，松木（横纹时）能承受的压强大约是5106Pa，花岗岩能承受的压强是（120260）106Pa。使用拖拉机耕地时，为了不使拖拉机陷进地里，要设法减小它对地面的压强。而用刀切东西、按图钉时，要设法增大压强。三幅图中，哪些是要增大压强？哪些是要减小压强？各是通过什么办法增大压强或减小压强的？根据压强的计算公式可以知道：要增大压强，可以增大压力或者减小受力面积；要减小压强，可以减小压力或者增大受力面积。斧头的刃做得很薄、推土机的土铲做得很锋利，是通过减小受力面积来增大压强的；铁轨下面铺放路枕、推土机用宽大的履带来支撑，是通过增大受力面积来减小压强的。1.从图钉的构造来看，钉帽的面积做得很大，这是为了在使用时增大________，减小__________。想想议议动手动脑学物理第二节液体压强31山东科学技术出版社第二节液体压强2.下列关于压力和压强的说法，正确的是（）。A.压力是由于重力产生的，且方向竖直向下，重力越大，压强越大B.压力越大，支持面受到的压强越大C.受力面积越小，产生的压强越大D.在压力一定时，增大受力面积可以减小压强3.解释下列现象：（1）锯、剪刀、斧头等工具，用过一段时间就要磨一磨，为什么？（2）书包背带为什么要用扁而宽的带，而不用细绳？（3）啄木鸟有个细长而坚硬的尖喙，这对它的生存为什么特别重要？4.骆驼的体重不到马的2倍，它的脚掌面积却是马蹄子的3倍，这为“沙漠之舟”提供了什么有利条件？5.坦克跨越壕沟有一个简便办法：坦克上备有气袋，遇到壕沟时，把气袋放下去，给气袋充气，气袋会填充壕沟，这时，坦克通过壕沟就像走平地一样。设坦克的质量为4104kg，履带着地面积为5m2。当坦克的前一半履带压在气袋上时，坦克对气袋的压强是多大？（设坦克前后是对称的）液体压强的特点固体受到重力作用，对支撑它的物体有压强。同固体一样，液体也受到重力作用，对支撑它的物体容器底也有压强。液体内部只有向下的压强吗？有没有对侧面的压强甚至向上的压强？想想议议图7-2-1帕斯卡裂桶实验1648年，法国物理学家帕斯卡做了一个实验：在一个装满水的密闭木桶上，插入一根细长的管子，然后从楼上阳台向管子里灌水。结果，他只用了几杯水，就把木桶撑破了。几杯水的重力并不大，为什么能把木桶撑破呢？第七章压强32山东科学技术出版社乙液体内部只有向下的压强吗图7-2-2液体的压强甲橡胶膜凸出，表明液体对容器底有压强探究液体压强与哪些因素有关图7-2